AVS高清編碼器整像素運動估計FPGA設計與實現(xiàn)的開題報告

AVS高清編碼器整像素運動估計FPGA設計與實現(xiàn)的開題報告標題：AVS高清編碼器整像素運動估計FPGA設計與實現(xiàn)一、研究背景隨著高清視頻的普及，視頻壓縮技術的發(fā)展越來越得到人們的重視。整像素運動估計是視頻壓縮的核心技術之一，它可以在保持視頻質量的前提下實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。AVS（AudioVideoCodingStandard）是我國自主研發(fā)的視頻編碼標準，其中整像素運動估計是AVS編碼技術的關鍵技術之一。實現(xiàn)高效的整像素運動估計需要大量的運算量，因此在FPGA（FieldProgrammableGateArray）上實現(xiàn)整像素運動估計可以充分利用FPGA硬件并行計算的能力，提高編碼效率。本研究將基于FPGA硬件設計，實現(xiàn)一個高效的AVS高清編碼器整像素運動估計模塊。二、研究目的本研究旨在設計實現(xiàn)一種高效的AVS高清編碼器整像素運動估計模塊，具體目的如下：1.實現(xiàn)一個基于FPGA硬件的整像素運動估計算法和架構。2.在整像素運動估計算法的基礎上設計并實現(xiàn)一個高效的整像素運動估計模塊，能夠實現(xiàn)視頻編碼的實時壓縮。3.針對AVS高清編碼標準，對設計的整像素運動估計模塊進行效果評估和優(yōu)化。三、研究內容1.分析整像素運動估計算法的原理和實現(xiàn)方法，選擇適合于FPGA硬件實現(xiàn)的算法。2.設計并實現(xiàn)整像素運動估計模塊的硬件架構，具體包括模塊的輸入輸出接口設計、模塊內部的模塊劃分和模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸機制等。3.在設計的整像素運動估計模塊上，使用真實的高清視頻進行測試評估，并對整個模塊進行優(yōu)化。四、研究方法1.分析AVS編碼標準下的整像素運動估計算法。2.設計和開發(fā)整像素運動估計模塊的硬件架構，包括輸入輸出接口、運算單元和控制部分。3.使用XilinxVivado和ModelSim等軟件對整像素運動估計模塊進行驗證和測試。4.使用真實的高清視頻進行測試評估，并對整個模塊進行性能優(yōu)化。五、研究意義本研究將對視頻壓縮技術的發(fā)展和應用有著重要的意義：1.實現(xiàn)基于FPGA硬件的整像素運動估計模塊，可有效提高視頻編碼速度，降低編碼延遲。2.對AVS編碼標準下的整像素運動估計算法進行研究，為進一步優(yōu)化和改進AVS編碼標準提供參考。3.探索基于FPGA硬件的視頻壓縮技術和算法，促進視頻壓縮領域的創(chuàng)新和發(fā)展。六、預期結果本研究預期結果如下：1.完成一個基于FPGA硬件的整像素運動估計模塊，并且該模塊能夠實現(xiàn)高效的視頻編碼壓縮。2.對整像素運動估計模塊進行優(yōu)化后，能夠實現(xiàn)更好的壓縮效率和更低的編碼延遲。3.掌握基于FPGA硬件設計的高清視頻編碼技術及其實現(xiàn)方法，并取得一定的實踐經(jīng)驗和科研能力。七、研究計劃時間節(jié)點|研究內容2022年3月-4月|熟悉視頻壓縮技術和AVS編碼標準，分析整像素運動估計算法和FPGA實現(xiàn)方法，搭建實驗環(huán)境。2022年5月-7月|設計和實現(xiàn)整像素運動估計模塊的硬件架構，編寫測試程序，進行仿真驗證。2022年8月-10月|使用真實的高清視頻進行測試評估，嘗試優(yōu)化整像素運動估計模塊。2022年11月-12月|撰寫論文，整理實驗數(shù)據(jù)和代碼，展開課程答辯和學術交流。八、參考文獻[1]G.J.Sullivan,J.L.G.Bross,andT.Wiegand,“Overviewofthehighefficiencyvideocoding(HEVC)standard,”IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,vol.22,no.12,pp.1649–1668,2012.[2]L.-W.Chang,S.-J.Chang,M.-C.Su,andS.-M.Lei,“MotionEstimationforH.264/AVCVideoEncodingonFPGAs,”IEEEDesign&TestofComputers,vol.24,pp.150–161,2007.[3]N.Zhang,X.Li,L.Liang,andW.Gao,“AHigh-ThroughputandLow-PowerMotionEstimationEngineforH.264/AVCBaselineProfile,”